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欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法、产品、介质及设备技术

技术编号:41535764 阅读:44 留言:0更新日期:2024-06-03 23:13
本发明专利技术公开一种欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法、产品、介质及设备,涉及船舶控制领域。本发明专利技术根据船舶位置和姿态的动力学参数建立欠驱动无人船舶动力学模型、位置误差动力学模型以及姿态误差动力学模型,并设计期望全驱控制器以及外环推进力控制器;基于期望全驱控制器设计通过atan3函数刻画的偏航角规划器,得到基于全驱控制表达的期望平动速度和期望偏航角;基于期望偏航角和姿态误差动力学模型设计期望偏航角速度控制器以及内环偏航力矩控制器;基于各个控制器和偏航角规划器建立船舶跟踪控制器;利用船舶跟踪控制器控制船舶推进力和偏航力矩,使船舶跟踪期望位置,能够提高船舶控制精度,达到良好的轨迹跟踪和镇定效果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及船舶控制,特别是涉及一种欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法、产品、介质及设备


技术介绍

1、船舶系统是一种具有二阶动力学约束的非完整的欠驱系统,不能通过设计连续定常反馈律渐近镇定船舶系统,这就使得船舶系统的控制问题成为一个极具挑战性的课题。已有研究人员利用时变控制法、滑模控制方法、坐标变换法、智能模糊逼近法等控制技术来控制船舶系统。

2、现有对船舶控制的研究主要集中在如下两种控制方法:一种是直接把船舶视为全驱系统而忽略其欠驱特性,此种方法不符合船舶实际特性因此控制精度不高;另一种方法是把船舶视为欠驱系统,然而目前对其镇定、调节、跟踪等问题的研究大都仅关注船舶位置的控制,通常忽略对船舶姿态(即偏航角)的控制,无法克服偏航角的零除现象,进而容易引起控制器出现脉冲信号,导致跟踪和镇定效果不佳。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法、产品、介质及设备,以提高船舶控制精度,达到良好的轨迹跟踪和镇定效果。

2、为实现上述目的,本专利技术提供了如下方本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立欠驱动无人船舶动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立位置误差动力学模型,具体包括:

4.根据权利要求3所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立姿态误差动力学模型,具体包括:

5.根据权利要求4所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述基于欠驱动无人船舶动力学模型和位置误差动力...

【技术特征摘要】

1.一种欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立欠驱动无人船舶动力学模型,具体包括:

3.根据权利要求2所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立位置误差动力学模型,具体包括:

4.根据权利要求3所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述根据动力学参数建立姿态误差动力学模型,具体包括:

5.根据权利要求4所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述基于欠驱动无人船舶动力学模型和位置误差动力学模型设计期望全驱控制器以及外环推进力控制器,具体包括:

6.根据权利要求5所述的欠驱动无人船舶轨迹跟踪控制方法,其特征在于,所述基于期望全驱控制器设计通过atan3函数刻画的偏航角规...

【专利技术属性】
技术研发人员:吴昭景姚立强冯立康
申请(专利权)人:烟台大学
类型:发明
国别省市:

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